Урок – конференция. Живые ископаемые

Урок - конференция. Живые ископаемые… Век ХХI.

Цели:

Обучающая (познавательная) - познакомить с современными данными науки - палеонтологии, основными исторически вехами в истории планеты Земля, с реликтами нашего века;

Развивающая - умение и навыки логического мышления, прежде всего аналитической и творческой его сторон (умение последовательно изучать, выбирать наиболее правильные решения вопроса, осуществлять связь ранее полученных знаний с поставленной проблемой, делать выводы и обобщения); степень абстрактного мышления, широту личного опыта, умение строить модели и гипотезы, конструировать и обосновывать те или последствия космических катаклизмов в истории Земли, обосновывать и решать гипотетические задачи;

Воспитательная - формировать научное мировоззрение, исходя из данных палеонтологической летописи истории планеты, формировать культуру труда и уважительное отношение к жизни вообще; эстетические переживания по поводу исчезновения биологического разнообразия на планете Земля, воспитывать культуру монологической речи;

Контролирующая - проверить владение математическим аппаратом, умение анализировать космические катаклизмы, выполнение геометрического теста по млекопитающим, навык нахождения причинно - следственных связей для осознания последствий тех или иных поступков и действий; умения логично мыслить для выбора наиболее правильного решения вопроса;

Психоэмоциональная - задействовать эмоциональные струны души детей, вызывая чувство сопричастности к уничтожению живой природы, происходящему и в наши дни;

Проектная - создать модель экологической ситуации в любую геологическую эпоху, (в виде рисунка, макета, мини - реферата), учитывая и анализируя все экосоставляющие и палеонтологические данные, уметь защитить и обосновать свой выбор.

План урока:

1. Проверка правильности выполнения тестового домашнего задания по обобщающей теме: «Класс Млекопитающие» и построения точечного рисунка (вариант №1 - «Верблюд», вариант №2 - «Собака»);

2. Мотивация выбора темы конференции на обобщающем уроке;

3. Выступление учителя (Большой Взрыв, возникновение Галактик, звёзд, Солнечной системы, жизни на Земле);

4. Выступления учащихся по эпохам, сопровождаемое мультимедийной презентацией: (докембрий, кембрий, силур, ордовик, Девон, каменноугольный, пермский, триасовый, юрский, меловой, палеоцен, эоцен, олигоцен, миоцен, плиоцен, плейстоцен);

5. Выступления учащихся по «Живым ископаемым»:

а) Целакант

б) Мечехвост

в) Строматолиты

г) Гинкго

д) Гаттерия

е) Аммониты

6. Вывод: «Насколько важны для нас в XXI веке живые ископаемые?».

1. Проверка правильности выполнения тестового домашнего задания по обобщающей теме: «Класс Млекопитающие» и построения точечного рисунка

Вариант № 1

Вариант № 2

2. Мотивация выбора темы конференции на обобщающем уроке

Число видов, составляющих ныне органический мир нашей планеты - это лишь очень маленькая доля общего числа видов, населяющих Землю от древнейших времён до нашей эпохи. Среди существующих сейчас видов сохранившихся с далёких геологических эпох дожили до наших дней в почти неизменном виде - гинкго, мечехвост, целакант, наутилус. В сравнении с большинством современных групп растений и животных, все они обладают примитивными чертами и у всех крайне мало ныне живущих родственников. Они и представляют ценнейший материал для науки, являясь « живыми ископаемыми» нашей планеты Земля.

3. Выступление учителя (Большой Взрыв, возникновение Галактик, звёзд, Солнечной системы, жизни на Земле)

История Земли насчитывает около 4,6 млрд лет. Земля из раскалённой огнедышащей планеты превратилась в прекрасный мир голубых океанов и зелёных материков. За это время на ней возникали и вымирали многие миллионы видов растений и животных; вырастали и обращались в прах высочайшие горные хребты; громадные материки то раскалывались на части и разбегались в разные стороны, то сталкивались друг с другом, образуя новые гигантские массивы суши. Волшебной силой, преобразившей до неузнаваемости суровый первобытный мир голых скал, вулканов и удушливых газов, явилась сама жизнь. Благодаря ей скалы покрылись слоем плодородной почвы, а атмосфера и воды Земли насытились кислородом.

В наши дни Земля просто-таки изобилует жизнью. По некоторым оценкам, на ней обитает около 3000 миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов живых существ! Всего на нашей планете насчитывается где-то от 2 до 30 млн различных видов растений и животных. И при этом учёные ежегодно открывают около 10000 новых видов животных и 5000 новых видов растений.

И всё же эти виды живых организмов, ныне существующие на Земле, - лишь крохотная часть тех, что обитали на нашей планете за её долгую историю. Кое-кто из специалистов называет цифру в 500 млн видов. Разумеется, это только догадки. Наверняка можно утверждать лишь одно: большинство растений и животных, в разные времена населявших Землю, исчезло навсегда.

Стремительные всплески эволюции периодически сменялись загадочными массовыми вымираниями, когда за сравнительно короткое время с лица нашей планеты исчезали многие виды живых существ. Однако всякий раз их место занимали новые формы жизни, и некоторые из них оказывались сложнее, чем их предшественники.

4. Выступления учащихся по эпохам, сопровождаемое мультимедийной презентацией: (докембрий, кембрий, силур, ордовик, Девон, каменноугольный, пермский, триасовый, юрский, меловой, палеоцен, эоцен, олигоцен, миоцен, плиоцен, плейстоцен);

5. Выступления учащихся по «Живым ископаемым»

а) Целакант. Старина четвероног.

Ископаемые останки этой древней рыбы - не редкость, но живые особи попадались лишь в водах у Коморских островов, недалеко от восточного побережья Африки. Сюда можно добраться на лодке от Мадагаскара или Коморских островов.

Пионерами суши стали кистепёрые рыбы. В девонский период, то есть около 400 миллионов лет назад, группа костных рыб, известных как кистепёрые, обитала на мелководьях океана по всему миру. Ископаемые останки показывают, что эти рыбы водились в весьма больших количествах и достигали в длину примерно 20-30 см. Есть свидетельства, что они вымерли в конце мелового периода, примерно 70 миллионов лет назад, то есть примерно в одно время с динозаврами. Им пришлось преодолеть множество трудностей : справиться с весом собственного тела, научиться дышать воздухом, сохраняя поверхность дыхательных путей влажной, а также преодолеть потребность в воде для размножения.

Однако 23 декабря 1938 года , молодую хранительницу одного из южноафриканских музеев Марджери Куртнэй-Латимер срочно вызвали на пляж - взглянуть на некую странного вида и весьма скверного нрава рыбу, только что пойманную местными рыбаками из небольшой деревушки на Коморских островах, недалеко от восточного побережья Африки. Это оказалась крупная рыбина длиной метра полтора, вес 58 кг, однако первое, что поразило Марджери, была её окраска- синевато-бледно-лиловая с серебристыми отметинами. Ничего подобного ей в жизни видеть не приходилось. В Южной Африке Рождество приходится на летнее время, холодильники в то время были ещё большой редкостью, и рыба начала быстро разлагаться из-за жары и пришла в весьма скверное состояние. Известный ихтиолог Джеймс Бриерли получил рисунки лишь 3 января 1939 года, и сомнений больше не было- в руки учёных попал « вымерший» 70 миллионов лет назад целакант. Начались лихорадочные поиски новых сведений о целакантах и, главное, новых экземпляров. Плакаты и листовки с изображением целаканта рассылались по всей Южной и Восточной Африке. Нашедшему было обещано солидное вознаграждение. Но больше целакантов не попадалось. Изучив карту подводных течений, профессор предположил, что новые экземпляры надо искать вблизи Коморских островов. И ровно через 14 лет, второй целакант, подобно первому, объявился опять-таки на Рождество. Для перевозки рыбы в Англию премьер-министр Южно-Африканского Союза предоставил правительственный самолёт.

Целакант - крупная, мясистая рыба, покрытая тусклой синеватой чешуёй, с характерными парными лопастными плавниками и трёхлопастным хвостом. Это - очень древняя группа кистепёрых рыб. Парные грудные и тазовые плавники целаканта растут на концах особых выступов, похожих на недоразвитые ноги. Выловленные живыми особи обычно превышали 1,8 м в длину и весили до 81 кг, сильно отличаясь от своих ископаемых предков, которые были гораздо меньше. Как и его предки, целакант питается другими рыбами: его челюсти, утыканы рядами мелких зубов, предназначенных для схватывания добычи, которая затем заглатывается целиком. Учёным удалось заснять целакантов в естественных условиях и увидеть, как они плавают и добывают корм. Они используют парные плавники так же, как современные тритоны, ящерицы и собаки - ноги при ходьбе: сперва одна пара ног, расположенных по диагонали, делает шаг, затем вторая пара. Вся разница лишь в том, что целакант пользуется своими конечностями не для ходьбы по земле, а для плавания. Он как бы загребает ими, когда охотится на рыб или на головоногих моллюсков. Иногда целакант плавает даже задом наперёд или кверху брюхом.

Все пойманные до сих пор особи, попадались в пределах Мозамбикского пролива, в местах, где глубина воды колеблется от 183 до 610 м. Они встречаются только в тех местах, где пресная вода, содержащаяся в толще горных пород, просачивается через подводные пещеры в океан - крайне специфическая среда обитания, а значит ареал целакантов очень мал и популяция их крайне малочисленна.

По злой иронии судьбы, сам факт открытия живых целакантов может оказаться для них роковым. Вскоре в море стали вылавливать всё новых и новых целакантов. Теперь они пользовались огромным спросом у рыбаков. Музеи предлагали за них огромные деньги, а вскоре их как редкую диковинку стали продавать и частным лицам. Больше того, кое-кто даже утверждал, что из целакантов можно приготовлять любовный напиток.

Целаканты размножаются крайне медленно. Самка становится половозрелой к 17 годам и производит одно громадное яйцо - величиной с грейпфрут - и носит его в себе до тех пор, пока детёныш не вылупится, поэтому усиленная охота за ними может привести к тому, что их всех выловят. Согласитесь, будет очень жаль, если целаканты, просуществовав на Земле 400 млн лет, бесследно исчезнут из-за причуд богатых туристов и непомерных аппетитов некоторых музеев.

Никто толком не может сказать, какое место занимает целакант на шкале эволюции. Некоторые палеонтологи полагают, что он - близкий родственник предков первых земноводных, недостающее звено между рыбами и земноводными. Другие считают его представителем тупиковой ветви эволюционного процесса, которая принадлежит к особой древней группе, почти целиком вымершей в давнюю геологическую эпоху. В девонский период истории Земли, 400 млн лет назад, целаканты были широко распространены. Они жили и в пресноводных озёрах, и в открытом океане. До сих пор для нас в прошлой и настоящей жизни целаканта много неясного и загадочного. Почему почти все целаканты вымерли? Почему немногие из них уцелели именно у побережья Коморских островов? Что такого особенного было в этом месте? А может быть, где-то в другом месте Земли, они всё ещё ждут своего открывателя?

б) Мечехвост (Королевский краб). Повелитель древних морей

Они появились на Земле около 550 млн лет назад, очень похожие на трилобитов, мечехвосты пребывают в почти неизменном виде вот уже 300 млн лет. Изобилие окаменелостей мечехвостов заставляет предположить их многочисленность в прежние эпохи, жёсткий панцирь хорошо сохраняется, и вполне возможно, что останки других, в своё время более многочисленных, видов просто не дошли до наших дней. Тело животных защищено большим выпуклым головогрудным щитом, сочленённым с брюшным отделом, из которого торчит длинный, острый хвост. Взрослая особь может достигать 60 см в длину и 30 см в ширину. Толстый панцирь скрывает членистое тело с пятью парами ходильных ног и парой небольших клешней. Мечехвосты живут на сравнительно большой глубине далеко от берега. Они плохие пловцы и предпочитают неторопливо ползать по дну. Мечехвосты идеально приспособлены к жизни на мягком грунте, из которого они выкапывают небольших двустворчатых моллюсков и червей, используя свой щит.

Мечехвосты отличаются незаурядной приспособляемостью и жизнестойкостью. Питаются практически любой доступной им добычей, даже падалью. Они легко переносят самые резкие колебания температуры воды и её солёности и способны жить даже в сильно загрязнённой среде. Более того, они могут несколько дней обходиться без воды.

Мечехвосты обитают в основном на морском дне, однако они умеют, и плавать: переворачиваются на спину и гребут своими конечностями. Наблюдая за передвижением мечехвостов в песке и иле, учёные смогли выяснить значение многих следов и отпечатков, сохранившихся в древних осадочных породах. Мечехвосты прокладывают себе дорогу через верхние осадочные слои, при помощи хвостового шипа зарываясь в песок и разгребая его одной парой двигательных конечностей. Другие двигательные конечности мечехвостов снабжены похожими на челюсти клешнями, которыми они хватают добычу и раскалывают её раковину или панцирь.

Большую часть года мечехвосты живут в море. Но каждую весну массы взрослых особей выходят на песчаные пляжи Вирджинии, Мэриленда, Нью-Джерси, чтобы отложить яйца. Сигналом к миграции служат приливы во время весеннего полнолуния, когда тысячи мечехвостов устремляются на берег и начинают рыть ямки в песке у верхней кромки прилива. Самка откладывает в ямки 200-300 яичек, которые затем оплодотворяются самцом и закапываются для дальнейшего развития.

На открытом берегу в зоне прибоя многие особи переворачиваются волнами - их уязвимые, мягкие тела открываются жаркому солнцу и превращаются в лёгкую добычу для чаек, которые заранее слетаются на берег. Мечехвостам лишь с трудом удаётся перевернуться, используя свой длинный хвост в качестве рычага. Детёныши появляются из кладки через 4 недели, как раз к следующему весеннему приливу, помогающему унести вылупившиеся личинки в море. Не совсем понятно, почему древние мечехвосты, родственники скорпионов и пауков, выжили. Очевидно, они оказались хорошо приспособлены к своему особому образу жизни и достаточно живучи, чтобы компенсировать значительные потери, связанные с размножением. Строение мечехвостов не менялось 300 млн лет, благодаря чему современный наблюдатель получает увлекательную возможность заглянуть в прошлое.

в) «Первые строматолиты»

Самые древние живые ископаемые на Земле обитают в заливе Шарк у побережья Австралии. Это - строматолиты - одни из самых ранних фотосинтезирующих организмов, дошедших до нас в ископаемом виде. Эти странные структуры кажутся на первый взгляд состоящими из множества известняковых колец, разделённых тонкими органическими прослойками. На самом деле их образовали примитивные организмы - строматолиты. Они отличались невероятным разнообразием форм и размеров. Одни были круглые, как картофелины, другие - конусообразной формы, третьи - высокие и тонкие или даже ветвистые.

Окаменевшие строматолиты встречаются по всему миру. Во многих местах они образуют громадные рифы, зачастую поднимающиеся с морского дна на сотни метров сквозь толщу прозрачной воды, подобно современным коралловым рифам в тропиках. Древнейшие ископаемые строматолиты были обнаружены в Западной Австралии, в горных породах возрастом 2,8 млрд лет. Живые строматолиты обитают и в наши дни в тёплом мелководье Австралии, где мало питающихся ими животных. Залив Шарк - чрезвычайно специфичное место на Земле. Там очень жарко и при этом выпадает крайне мало осадков, а вода практически неподвижна. Из- за сильного испарения на поверхности залива, вода в нём сделалась такой солёной, что в ней не могут жить брюхоногие моллюски, и прочие хищники, обычно кишащие на мелководье. Очевидно, залив Шарк и есть то место, где строматолиты живут на планете в течение нескольких млрд лет.

Древние строматолиты вызвали поистине революционные изменения на Земле в докембрийскую эпоху, обогатив атмосферу Земли кислородом. Это было равносильно сильнейшему « загрязнению» окружающей среды для многих живых организмов того времени, приспособившихся к жизни в бескислородной среде.

Большинство строматолитов вымерло 80 млн лет назад. Возможно, их численность резко сократилась в результате каких - либо климатических изменений, а может, их в большом количестве поедали ранние многоклеточные животные.

г) Растения из прошлого. Гинкго.

Самое большое живое существо на Земле - гигантское мамонтовое дерево, или секвойя-дендрон, - произрастало на нашей планете ещё в эпоху динозавров. Возможно, когда-то стада длинношеих динозавров - зауроподов паслись посреди рощ из мамонтовых деревьев, отдалённые потомки которых ныне - самые высокие деревья на Земле. Высота от 90 -113 м, толщина 11 - 12 м. Одна из разновидностей мамонтовых деревьев была известна только в ископаемом виде вплоть до 1948 г., когда в Центральном Китае обнаружили живые экземпляры. У « папоротникового дерева», или гинкго, ещё более древняя история. Похожие деревья в изобилии произрастали ещё в пермский период, около 280 млн лет назад. В наши дни на Земле сохранился лишь один вид гинкговых деревьев. Его « примитивные» веерообразные листья, жилки на которых образуют причудливый узор в виде ряда У-образных веточек, практически одинаковы с ископаемыми листьями из триасовых горных пород. Чей возраст оценивается в 200 млн лет. Из-за съедобных семян гинкго столетиями культивировались в монастырях Китая и Японии.

Ещё один пример живых ископаемых - деревья рода араукария. Окаменевшую древесину со схожей структурой обнаружили в палеозойских горных породах. Эти древние хвойные деревья впервые появились на Земле в триасовый период. Сегодня они произрастают в Южной Америке, Австралии и на Новой Гвинее; такое их распространение говорит о том, что в своё время их предки обитали на древнем сверхматерике Гондвана. Эти ранние семеноносные растения вырабатывали свои семена на внутренней стороне древесных чешуйчатых листьев, образовавших хвойные шишки.

д) Гаттерия

На некоторых островах Новой Зеландии живут ящерицы, похожие на маленьких драконов - гаттерии - единственные представители подкласса Клювоголовых пресмыкающихся, произошедших от первоящеров пермского периода. Вдоль спины гаттерии проходит устрашающего вида гребень из зазубренных роговых пластин. Жил дракон 140 млн лет назад, в самый разгар эпохи динозавров. По сравнению с современными рептилиями это весьма примитивное создание. Сердце его устроено крайне просто, а расположение черепа напоминает строение черепов крокодилов и динозавров, но не современных ящериц. Барабанная перепонка и настоящие зубы отсутствуют - вместо зубов лишь зубцы на челюстной кости. Имелся « третий глаз» - светочувствительный орган, скрытый под кожным покровом на макушке, он участвует в навигации животного. На вершинах утёсов дракончик греется на солнце у входа в норку морской птицы - норку он захватил по праву сильного. Туатара, или гаттерия, благополучно дожила до наших дней, ведя ночной образ жизни, её глаза содержат яркий отражательный слой, помогающий ей хорошо видеть в сумерках. Она питается улитками, насекомыми, червями, слизнями, а также птенцами и яйцами морских птиц, среди которых живёт, и даже своими более мелкими сородичами.

Как же туатаре удалось выжить? Новая Зеландия оказалась изолированной от остального мира около 80 млн лет назад, задолго до появления на Земле многих современных хищников. Хотя туатара откладывает одновременно не более 15 яиц, а детёныши вылупляются из них почти через 15 месяцев, живёт эта рептилия, возможно, дольше 120 лет, так что времени для размножения у неё более чем достаточно.

е) Последние из аммонитов

У побережья острова Вануату, расположенному в Тихом океане, в одну из тихих лунных ночей можно увидеть бледные спиралевидные раковины, болтающиеся в воде примерно в метре от поверхности. Из под этих раковин в тёмную толщу воды всматриваются большие глаза. В целом животные глубоководные, наутилусы по каким-то причинам временами поднимаются на поверхность и охотятся на омаров и прочих ракообразных, хватая их своими щупальцами. Аммониты, впервые появившиеся на Земле в девонский период, наиболее изученные и часто встречающиеся ископаемые морские животные. Они принадлежат к группе головоногих моллюсков. Своего наивысшего расцвета они достигли в пермский период, но 245 млн лет назад массово вымерли. Однако, благодаря своим склонностям к дальним странствиям по океану, вскоре вновь распространились по всему земному шару. К середине мезозоя они достигли пика эволюционного процветания.

Но процветание не могло быть вечным, и в конце мелового периода все аммониты внезапно исчезли с лица Земли - вместе со множеством других морских животных, включая белемнитов, плиозавров, ихтиозавров и плезиозавров.

Строго говоря, наутилусы не аммониты, а их близкие родственники, чьи ископаемые останки впервые появляются в отложениях ордовикского периода. Наутилусы - морские хищники, их раковины разделены на отдельные камеры. Каждая камера отделялась от соседней перегородкой. Само животное помещалось в самой последней из новообразованных камер. Некоторые камеры наполнены газом, что помогает животным удерживаться на плаву. Когда наутилус желает подняться или опуститься, он регулирует содержание газа внутри своей раковины. Как и его родственники, осьминоги и кальмары, наутилус плавает задом наперёд при помощи « реактивной» струи - это хороший способ оторваться от любого хищника. Под головой у него расположен венчик щупалец, вооружённых присосками, для захвата добычи. За щупальцами находится мускулиста трубка, которая выпускает мощную водяную струю, толкающую животное в противоположном направлении. У наутилуса хорошо развит мозг, чувства вкуса и осязания. Глаза на стебельках большие, хотя и весьма примитивные. По ночам он поднимается на поверхность, чтобы поохотиться на рыб и рачков, а днём отдыхает на морском дне. В ордовикский период океаны Земли буквально кишели наутилусами, однако впоследствии их численность начала сокращаться, и к настоящему времени большинство из них вымерло.

Науке известны свыше 3000 ископаемых видов наутилусов, однако до наших дней дожили всего лишь 6 из них. Смещение материков в конце мелового периода привело к грандиозным климатическим изменениям в общей трансформации природной среды, затронувшей и Мировой океан. Вероятно, аммониты на сей раз не сумели приспособиться к новым условиям жизни и полностью вымерли, а вот наутилусам каким - то образом им удалось пережить грандиозную катастрофу, стёршую с лица Земли в конце мелового периода их родственников - аммонитов, а также динозавров и многих других животных. Возможно, наутилусы уцелели потому, что жили на больших глубинах : последствия произошедшей катастрофы на такой глубине могли оказаться не столь гибельны.

6. Насколько важны для нас живые ископаемые?

Живые ископаемые как бы позволяют нам заглянуть в поразительный мир давно минувших геологических эпох. Иногда они снабжают нас ценной информацией о древних группах животных и растений, когда-то населявших Землю. Одни из них, например неопилин и туатары, возможно, являются некими промежуточными формами между различными группами организмов - моллюсками и кольчатыми червями, ящерицами и динозаврами. Другие, к примеру, целакант, больше вызывают вопросов, чем дают ответов. Кто они - недостающее звено или эволюционный тупик?